本文關(guān)鍵詞：堿金屬與耐火材料反應(yīng)特性研究

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【摘要】：面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題,生物質(zhì)作為一種環(huán)境友好的可再生能源,可利用量逐年遞增,其中,燃燒發(fā)電是生物質(zhì)的主要利用方式之一。與煤炭相比較,生物質(zhì)中富含更多的堿金屬,在燃燒過程中易造成爐內(nèi)結(jié)渣、沉積、團(tuán)聚和高溫腐蝕等問題。國內(nèi)外學(xué)者對堿金屬的遷移規(guī)律進(jìn)行了廣泛而深入地研究。本文從熱力學(xué)的角度,根據(jù)吉布斯自由能原理以及多元多相平衡等理論,結(jié)合熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫FactSage7.0研究了隨溫度升高的過程中,過量空氣系數(shù)、Cl含量、S含量、Si含量等因素對堿金屬元素遷移規(guī)律的影響。計算表明,堿金屬在燃燒過程中主要以NaCl和KCl, NaOH和KOH, Na2SO4和K2SO4等形式存在。升高溫度,能夠促進(jìn)堿金屬氯化物的析出,在700℃以上較為明顯；能夠促進(jìn)堿金屬氫氧化物的析出,在800℃以上較為明顯；對堿金屬硫酸鹽的影響以800℃為界表現(xiàn)為先促進(jìn)后抑制。提高過量空氣系數(shù)可以抑制氣態(tài)堿金屬氯化物的生成,使平衡向生成堿金屬硫酸鹽的方向移動。增加原料中的C1可以使反應(yīng)向促進(jìn)堿金屬氯化物和抑制堿金屬氫氧化物的方向進(jìn)行。增加原料中的S能夠促進(jìn)堿金屬硫酸鹽的生成,且在一定溫度范圍內(nèi)抑制了堿金屬氯化物的生成,但對氫氧化物幾乎沒有影響。C1元素和堿金屬結(jié)合能力大于S元素。Na比K更多地存在于硅酸鹽中,添加Si對含堿金屬氣化物的析出量有抑制作用,但程度有限�？紤]堿金屬氯化物的腐蝕性,本文也對NaCl、KC1和常見耐火材料組分的5種氧化物之間的反應(yīng)進(jìn)行了模擬計算和實驗驗證。熱力學(xué)計算和XRD檢測的結(jié)果均表明：在600℃-1200℃范圍內(nèi),(1)NaCl和MgO二者沒有明顯新物質(zhì)生成；(2)NaCl、MgO和CaO三者反應(yīng)沒有檢測到新物質(zhì)；(3)NaCl、MgO和Si02生成Mg2SiO4;(4)在NaCl和MgO外加Al2O3的情況下,在1000℃以上能夠明顯檢測出MgAl2O4;(5)在含有NaCl、MgO和Cr203的情況下,生成了Cr2MgO4,800-1000℃時生成了Na2Cr04;(6)NaCl、MgO和Fe203反應(yīng)樣品中檢測到了鎂鐵尖晶石的存在；(7)NaCl主要只發(fā)生自身的相變。KCl反應(yīng)規(guī)律和NaCl類似。通過改變H20含量及氧化或還原性氣氛,對反應(yīng)結(jié)果無明顯影響。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì) 燃燒 堿金屬 腐蝕
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK6;TQ175.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外耐火材料發(fā)展10-11
• 1.2.1 耐火材料簡介10-11
• 1.2.2 耐火材料抗渣性11
• 1.3 抗堿金屬腐蝕耐火材料研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 硅鋁耐火材料11-14
• 1.3.2 鎂質(zhì)耐火材料14-15
• 1.4 本文研究技術(shù)路線及主要內(nèi)容15-17
• 1.4.1 研究的主要內(nèi)容及目的15
• 1.4.2 研究方案15-17
• 第2章 多因素作用下生物質(zhì)Na、K遷移規(guī)律研究17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 熱力學(xué)平衡計算17-20
• 2.2.1 熱力學(xué)計算軟件17-18
• 2.2.2 計算條件18-20
• 2.3 堿金屬遷移影響因素研究20-30
• 2.3.1 溫度和過量空氣系數(shù)對Na、K遷移規(guī)律的影響分析20-24
• 2.3.2 溫度和Cl含量對Na、K遷移規(guī)律的影響24-27
• 2.3.3 溫度和S含量對Na、K遷移規(guī)律的影響分析27-29
• 2.3.4 溫度和Si含量對Na、K遷移規(guī)律的影響分析29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 NaCl、KCl和含鎂堿性耐火材料反應(yīng)規(guī)律研究31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 熱力學(xué)計算部分31-40
• 3.2.1 NaCl(KCl)和MgO在高溫下的反應(yīng)規(guī)律32-33
• 3.2.2 CaO對NaCl(KCl)和MgO高溫下反應(yīng)的影響33-34
• 3.2.3 SiO_2對NaCl(KCl)和MgO高溫下反應(yīng)的影響34-36
• 3.2.4 Al_2O_3對NaCl(KCl)和MgO高溫下反應(yīng)的影響36-37
• 3.2.5 Cr_2O_3對NaCl(KCl)和MgO高溫下反應(yīng)的影響37-39
• 3.2.6 Fe_2O_3對NaCl(KCl)和MgO高溫下反應(yīng)的影響39
• 3.2.7 改變組分含量對生成物的影響39-40
• 3.2.8 NaCl和KCl與氧化物反應(yīng)規(guī)律比較40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第4章 氧化物對NaCl(KCl)和MgO反應(yīng)影響的實驗42-51
• 4.1 實驗原料與儀器42-43
• 4.2 實驗方法43-44
• 4.3 實驗結(jié)果44-47
• 4.4 實驗結(jié)果XRD分析47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)論與展望51-52
• 5.1 結(jié)論51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果57-58
• 致謝58

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1 周淑芬;氯化鍶和堿金屬氯化物之間的相互作用[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1987年03期

2 徐肇錫;堿金屬氯化物電解[J];無機(jī)鹽工業(yè);1987年05期

3 祝建中,陳烈強(qiáng),甘軻;垃圾焚燒氣氛中堿金屬氯化物的腐蝕機(jī)理[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年03期

4 蘇勉曾 ,錢久信 ,彭定坤;希土元素氯化物和堿金屬氯化物體系的熱譜研究——Ⅰ.氯化，

本文編號：671812